Устройство для отбора проб аэрозолей Советский патент 1984 года по МПК G01N1/22 

Изобретение относится к аппаратур для отбора проб аэрозолей из воздушной среды для последующего физикохимического или микробиологического анализа и может найти применение в области охраны окружающей среды при гигиенических исследованиях воздуха на предприятиях микробиологической, медицинской,и других отраслей промыш ленности. - При контроле степени загрязненнос ти газовоздушных выбросов предприятий микробиологической промьшшенности, например при производстве белков витаминного концентрата, аминосубтилина, инсектицидных препаратов, боль шое значение имеет определение не только концентрации аэрозоля, но и его дисперсного состава, так как это позволяет оценить степень распростра нения аэрозоля во внешней среде и ра работать эффективные системы очистки Эффективный санитарный контроль за чистотой воздуха на предприятиях микробиологической и других отраслей промышленности обуславливается отбором представительных проб аэрозольных загрязнений. Представительными являются пробы отображаюшрие истинное состояние обследуемого воздуха в данный момент времени: массу, природу, состав и дисперсность загрязнений, которые в аэрозольном состоянии имеют крайне нестабильный и постоянно меняющийся характер. ПО|ЭТому для обеспечения получения представительности проб особое значение приобретает продолжительность отбора, а при малых концентрациях загрязнений - производительность про боотборника. Известно устройство для отбора проб аэрозолей, содержащее воздухозаборник, воздухопротягивающее устройство, многоступенчатый импактор, корпусе которого последовательно установлены несколько поверхностей осаждения и фильтры С1 3- Производительность устройства зависит от количества сопел в каждой ступени, поскольку сопло импактора обеспечивает эффективное осаждение частиц аэрозолей при расходе воздуха для круглых сопел до 2 л/мин. Это ведет к увеличению продолжитель ности отбора проб до 1 ч и более, что уже не позволяет отобрать представительную пробу, так как характеристики атмосферных аэрозоле постоянно меняются. Указанные устройства не позволяют отбирать представительные пробы аэрозолей в широком диапазоне концентраций и дисперсности частиц без значительного увеличения весогабаритных характеристик. Цель изобретения - повьш1ение представительности пробы путем расширения фракционного состава. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для отбора проб аэрозолей, содержащем воздухозаборник, воздухопротягивающее устройство, многоступенчатый импактор, в корпусе которого последовательно установлены несколько поверхностей осаждения и фильтры, корпус выполнен из разъемных цилиндрической иКонической ступеней, причем в верхней части цилиндрической ступени установлен многоступенчатый импактор и воздухозаборник, а нижняя часть цилиндрическрй ступени снабжена завихрителем потока, установленным внутри нее, а коническая ступень снабжена соосно расположенными кольцевым сборником,заполненным сорбирующей жидкостью, конусным стабилизатором потока и дополнительным кольцевым сборником, при этом нижняя часть конической ступени выполнена с перфорацией и снабжена держателем фильтров, расположенных с внешней стороны ее с возможностью поворота. Воздухозаборник выполнен в виде многоканальной головки с тангенциальными вводами, входные отверстия которых снабжены регулятором сечения и вертикальньми отверстиями для ввода аэрозоля. На фиг. 1 представлено устройство для отбора проб аэрозолей, общий вид; на фиг. 2 - пробоотборная часть устройства, общий вид; на фиг. 3 на фиг. 4 сечение А-А на фиг. 2; сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 сечение В-В на фиг. 2. Устройство для отбора проб аэрозолей состоитиз разъемного корпуса 1 с цилиндрической 2 и конической 3 ступенями. Цилиндрическая 2 ступень корпуса соединяется с воздухозаборником 4 при помощи опорного кольца 5 и стопорных винтов 6, а коническая ступень корпуса соединяется с

цилиндрической 2 ступенью при помощи накидной гайки 7. Воздухозаборник 4 выполнен в виде многоканальной головки с прямоугольными входными тангенциальными каналами 8 и вертикальными отверстиями 9 для ввода аэрозоля. Воздухозаборник снабжен регулятором 10 сечения входных каналов 8, представляющим собой, кольцо 11 с лепестками 12. На внутренней стенке корпуса 1 в зоне перехода цилиндрической 2 ступени в коническую 3, установлен верхний кольцевой сборник 13 для улавливания крупной фракции аэрозоля с сетчатым отражателем 14.

Кольцевой сборник 13 заполняется сорбирующей жидкостью 15. Для дополнтельной закрутки потока аэрозоля внури цилиндрической ступени корпуса 1 к воздухозаборнику 4 крепится завихритель 16 потока. В верхней части корпуса цилиндрической ступени над завихрителем размещен каскадный импактор 17, а в конической ступени установлен конусный стабилизатор потока 18. В конической 3 ступени корпуса устройстваустановлен нижний кольцевой сборник 19 с отражателем 20, ас внешней стороны корпуса на уровне перфорации 21 расположены поворотные держатели 22 фильтров с прижимным устройством, состоящим из направляющих 23, откидных зажимов 24 и щлангов 25, соединяющих держатели фильтров с воздухопротягивающим устройством. В держатели 22 вставлен сменные фильтрующие элементы 26, пр.ед назначенные для улавливания мелкодисперсных частиц аэрозоля, накапливаемых в кольцевом сборнике 19. В каскадном импакторе 17 расположены последовательно установленные при помощи втулок 27 и монтажного винта 28 сопловые рещетки 29 с подложками 30, покрытыми липкой смазкой 31. Очищенный воздух выходит из импактора через отверстия 32 в верхней части корпуса завихрителя 16 потока.

Устройство работает следующим образом.

При помощи регулятора 10 устанав:Ливается определенное сечение входных тангенциальных каналов 8, соответствую1чее заданному расходу, и включается респиратор. Основной пото атмосферного аэрозоля поступает в устройство через входные тангенциальные каналы 8, обеспечивающие первичную закрутку аэрозольного потока Отделение аэрозольных частиц от основного потока осуществляется под действием центробежных сил, возникающих в результате закручивания аэрозольного потока в воздухозаборнике 4. Приобретая вращательное движение, поток аэрозоля опускается винтообразно и при этом отбрасывает частицы к внутренней поверхности корпуса 1. Частицы затем скользят вниз вдоль стенок корпуса и поступают в верхний кольцевой сборник 13, где входят в контакт с сорбирующей жидкостью 15. Сорбирующая жидкость представляет собой смесь, состоящую из твердой и жидкой фаз. Твердая фаза придает сорбирующей жидкости густоту,, необходимую для предотвращения разбрызгивания жидкости под действием газового потока. Жидкая фаза сорбирующей жидкости обеспечивает удержание оседающих на поверхности кольцевого сборника 13 аэрозольных частиц в результате смачивания их благодаря диффузии из пленки сорбирующей жидкости .

Отражатель 14 способствует более эффективному улавливанию частиц из потока вследствие увеличения площади контакта сорбирующей жидкости с аэрозольным потоком.

В кольцевом сборнике 13 основной поток, частично очищенный от крупной фракции аэрозольных частиц, меняет направление по вертикали, проходит через сетчатьй отражатель 14 и поступает на направляющие центральной части завихрителя 16, создающего оптимальные условия для сепарации частиц мелкой фракции аэрозоля путем вторичной закрутки и увеличения скорости потока в конической ступени 3 корпуса устройства. Для вторичной закрутки потока могут быть использованы направляющие различных типов, например циклонные направляющие элементы типа Винт, Розетка.

Вторично закрученный поток аэрозоля поступает в нижний кольцевой сборник 19, где в результате действия на частицы центробежных сил они прижимаются к сменкам корпуса на уровне перфорации 21 и затем вследствие несколько большего разрежения в держателях 22 фильтров осаждаются из потока на фильтрующие элементы 26, Это позволяет вьщедить из основ ного потока мелкодисперсные аэрозольные частицы. Основной поток, изменивший направление движения на противоположное, проходит через сетчатьй отража тепь 20 и через стабилизатор 18 выходит во всасывающий воздуховод воз духопротягивающего устройства. Одновременно с входой основного потока через тангенциальные каналы в устройство через вертикальные отверстия 9 поступает дополнительный поток атмосферного аэроз оля, которы попадает в каскадный импактор 17. В импакторе аэрозоль с увеличивающейся скоростью проходит через ряд последовательно установленных сопловых решеток при этом частищл осаждаются на поверхности подложек, где они удерживаются липкой смазкой 31. Аэрозольные частицы ра пределяются по каскадам импактора в зависимости от размера, что позволя судить о дисперсном составе атмосфе

ного аэрозоля.

Из каскадного импактора 17 дополнительный поток проходит через отверснитарное обследование промьшшенных предприятий, тем самым улучшить контроль за чистотой воздушного бассейна. тия 31 на завихритель 16, где объединяется с основным потоком.. Отобранные пробы в кольцевом сборнике 13, фильтрующих элементах 26 и на подложках импактора 17 доставляется в лабораторию для анализа. Предлагаемое устройство позволяет получить представительную пробу, т.е. полностью- характеризующую исследуемую массу аэрозоля по своим свойствам и составу. В верхнем кольцевом сборнике устройства улавливаются аэрозольные частицы с размером больше 10 мкм, а в нижнем кольцевом сборнике на фильтрах - меньше 10 мкм. Использование предлагаемого устройства позволит увеличить производительность просасывания загрязненного воздуха в 10 раз по сравнению с базовьм и при этом улавливать как мелкие, так и крупные частицы, а кроме того распределять их по дисперсному составу, позволит значительно .улучшить качество отбираемых проб и сократит в 8-10 раз время на саФиг. /

ii

fij

J.A

JL,

J.

В

Фиг. 2

i. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ АЭРОЗОЛЕЙ, содержащее воздухозаборник, воздухопротягивающее устройство, многоступенчатьй импактор, в корпусе которого последовательно установлены несколько поверхностей осаждения и фильтры, отличающееся тем, что, с целью повышения представитель 1ости пробы путем расширения фракционного состава, корпус выполнен из разъемных цилиндрической и коничеВСРСОЮЗЙЛЯ « «Ait-JiTjio :.. -TPXtt -J sSiJ « )Бянлкоте и ской ступеней, причем в верхней части цилиндрической ступени установлен многоступенчатый импактор и i, ;здухозаборник, а нижняя часть цилиндрической ступени снабжена завихрителем потока, установленным внутри нее, а коническая ступень снабжена соосно расположенными кольцевым сборником, заполненным сорбирующей жидкостью, конусным стабилизатором потока и дополнительным кольцевым сборником, при этом нижняя часть конической ступени выполнена с перфорацией и снабжена держателями фильтров, расположенных с внешней стороны ее с 9 возможностью поворота. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч ающе е с я тем, что воздухозаборник выполнен в виде многоканальной головки с тангенциальными вводами, входные отверстия которых снабжены регулятором сечения и вертикальными отверстиями для ввода азрозоля. 00 00 со 4